常见压力容器制造变形的预防措施

常见压力容器制造变形的预防措施

1概述

压力容器制造变形指的是，压力容器或其某一部件的几何尺寸与

图样要求及标准规范不一致，且误差超出了图样及标准规范的规定。

依据变形产生的原因，压力容器变形可分为两类：一类是由于应

力引发的变形，包括火焰切割变形，、加工失稳变形、焊接变形和热

处理变形等；另一类是由于加工误差引发的变形，包括下料误差变形、

成型误差变形和组装误差变形等。

上述变形，有的可通过难度较大的矫形来改正，有的则无法改变,

只能成为不合格品而造成浪费。所以，对压力容器制造变形要引起高

度重视，必须认真制订并切实遵守制造工艺，力求避免变形的产生，

保证压力容器制造质量符合图样和标准规范的要求。

2应力变形及预防

2.1火焰切割变形

(1)筒节：大直径壳体短筒节下料(料较长且较窄)时，其端口的

火焰切割加工边易发生变形。因切割高温泠却后，加工边产生收缩，

直线边变为“弧线‘边，筒节福圆后，其端口就不在一个水平面上，误

差较大时，满足不了组对和焊接的要求。应采用对称切割或机械加工

等方法避免产生变形。

(2)封头：成型封头火焰净料切割后，其端口周边会产生收缩，

使封头口径变小。严重时，收缩后的封头口径满足不了尺寸要求。对

整体成型的封头端口加工，如采用火焰切割，则其成型模具制定时要

合计切割后的收缩量；对瓣片式组合封头的端口加工，如采用火焰切

割，则封头组装时口径要适当扩大，以弥补切割后的收缩量。也可采

用机械加工的方法避免产生变形。

(3)机加工件坯料(主要是钢板坯料)：这种坯料多用于压力容器

上的大型法兰或密封圈等。火焰切割后，由于钢板胀缩不均，致使坯

料板面不平，严重时造成坯料面的加工量不够。应在坯料板切割后进

行平整矫形，对难以矫形的坯料板，可适当增大其加工余量。

2.2加工失稳变形

加工失稳变形往往是在已成型的封头或筒节上开大型孔(如容器

的装卸孔)、由于开孔区及其四周稳定性减弱，造成壳体局部或部件

的变形。尽量避免在单独筒节或单独封头上直接开大孔，可视状况将

壳体组装成大段或整体后再开大孔；开大孔前将开孔区用紧贴壳体的

筋板进行强化，组焊接管后壳体处于整体稳定状态时，再把强化板撤

掉。

2.3焊接变形

焊接工艺是容器焊接的技术要求和操作规定，包括：采纳的焊接

方法、焊接坡口、焊条种类及直径，焊接工艺参数、焊接顺序、焊道

层数、焊前和焊后的处理、焊接环境要求以及防变形、反变形措施等。

焊接工艺必须经过工艺评定达到合格，而且在焊接操作过程中必

须严格执行工艺要求。

依据压力容器和大型部件的焊接条件和焊接量，预先分析焊接将

要产生的变形大小和形态，有针对性地制定的控制措施：

(1)对多焊道的大型压力容器，例如球形容器，应先组装联结成

整体后再进行焊接，焊接应对称进行，并要遵守规定的焊接顺序。

(2)对多焊道的大型部件，如瓜瓣式组合封头和由瓣片组合的壳

体过渡段，除执行上述要求外，还应在施焊场地设口形固定卡具。

(3)较长且分多节组焊的压力容器，其筒节下料时尺寸要适当放

出焊接收缩量，以避免出现焊后壳体缩短现象。

(4)对压力容器，特别对结构复杂的压力容器的组焊，要采用合

理的组装顺序和焊接防变形措施，保证其制造中不变形。

(5)反变形措施：依据施行经验或推算，预先在焊接件上向焊接

变形相反的方向给以变形，焊接后这个预变形量刚好得到抵消，具体

做法是：压力容器筒节的纵缝对接处两端头压弧时，在发生焊接变形

方向的相反向留出反变形量；组合式瓣形封头和过渡段模具尺寸合计

抵消焊接变形的反变形量。

2.4热处理变形的预防措施

(1)热处理炉必须符合规范要求，炉为温度均匀准确，炉壁火焰

喷嘴处应设挡火墙，严禁火焰直接接触或接近热处理件。

(2)长度较大的压力容器进炉后，要加临时支座支垫，所用数量

视容器具体尺度而定。

(3)直径较大、厚度较薄的壳体，一般应进行内部强化。

(4)分段预制的压力容器，分段端口处应设强化支撑。

(5)对受高温易失去稳定的压力容器部件，也应依据具体状况进

行加固强化。

3加工误差变形

3.1下料误差变形

由于下料尺寸天准，使成型后的部件形状超出了标准规定。下料

尺寸不准主要是由二计算或扩大样有误，除了提升下料人员的技术水

平，还应施行下料尺寸校对制，并尽可能采用下料尺寸计算机软件管

理。

3.2成型误差变形

压力容器部件在加工成型中，由于操作不当或模具不标准而产生

变形：热成型封头脱模温度有一定要求，如温度尚高就过早脱模会导

致封头收缩较大，严重时可使其几何尺寸超标；机械辐制或压制的容

器部件，因操作不当使之产生变形；模具制定合计不周或有误，使成

型后压力容器部件的几何尺寸不符合要求。

主要预防措施有：

(1)成型操作严格按工艺技术要求进行。

(2)用检查样板严格控制加工件的形状。

(3)模具制定在依照加工件的理论尺寸形状的基础上，充分合计

压力容器部件加工成型中和成型后发生的变化，冷成型模具要合计成

型件的回弹量，热成型模具要合计成型件冷却后的收缩量。

3.3组装误差变形

压力容器壳体组装时由于错口或不直度误差等超标所产生的变

形，称组装变形。其预防措施：

(1)壳体组装